金刚砂形成的特点是不通过液相,其过程如下:约从1700℃开始,硅质原料由砂粒变为熔体,进而变为蒸汽(白烟);SiO2熔体和蒸汽钻进碳质材料的气孔,渗入碳的颗粒,发生生成Sic的反应;温度升高至1700~1900℃时,金刚砂,生成b-SiC;温度进一步升高至1900~2000℃时,金刚砂规格,细小的b-SiC转变为a-SiC,a-SiC晶粒逐渐长大和密实;炉温再升至2500℃左右,SiC开始分解变为硅蒸汽和石墨。 大规模生产金刚砂所用的方法有艾奇逊法和 ESK法。
金刚砂有黑、绿两种。冶炼绿金刚砂时要求硅质原料中SiO2含量尽可能高,杂质含量尽量低。生产黑金刚砂时,硅质原料中的SiO2可稍低些。对石油焦的要求是固定碳含量尽可能高,灰分含量小于1.2%,挥发分小于12.0%,石油焦的粒度通常在2mm或1.5mm以下。木屑用于调整炉料的透气性能,通常的加入量为3%~5%(体积)。盐仅在冶炼绿金刚砂时使用。硅质原料与石油焦在2000~2500℃的电阻炉内通过以下反应生成金刚砂: SiO2+3C→SiC+2CO↑-526.09KjCO通过炉料排出。加入盐可与Fe、Al等杂质生成氯化物而挥发掉。木屑使物料形成多孔烧结体,便于CO气体排出。
近年来,用快速急停装置使砂轮和工件在5ms之内进行分离,对于许多磨削状态来说,在工件表面留下比较满意的切屑根。从切屑根的总数,可以近似得到有效切削刃的数目,金刚砂作用,从切屑根部所占的宽度,可以测出砂轮与工件的接触长度,金刚砂切屑根部的形态表明切屑形成的过程。
金刚砂磨屑的形态
除重负荷磨削外,金刚砂磨粒一般切下的切屑非常细小。根据不同的磨削条件,磨屑的形态一般可分为三种:带状切屑、碎片状切屑和熔融的球状切屑。也有分为五种的,即带状形、剪切形、挤裂形、积屑瘤形及熔球形。
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